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当期目录

    2010年, 第44卷, 第07期 刊出日期:2010-07-28 上一期    下一期
    自动化技术、计算机技术
    一种新的多机动目标跟踪的GMPHD滤波算法
    郝燕玲,孟凡彬,王素鑫,孙枫
    2010,44 (07):  873-0877. 
    摘要 ( 3958 )  
    针对多机动目标跟踪的传统数据关联算法约束条件苛刻、估计精度低、计算量大等问题,提出了一种基于随机集理论的非数据关联的多机动目标跟踪算法.该算法将高斯混合概率假设密度(GMPHD)滤波与“当前”统计模型的优点相结合,绕过了棘手的数据关联问题,能高效处理目标数较大的机动跟踪问题.在漏检、虚警、多机动目标交叉杂波复杂环境下进行了仿真实验,结果表明,该算法具有较高的跟踪精度和稳健的跟踪性能.
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    基于变精度粗糙集的产品配置规则提取及增量式更新
    耿秀丽,张在房,褚学宁
    2010,44 (07):  878-0882. 
    摘要 ( 3647 )  
    针对传统粗糙集产品配置规则提取方法容噪性较差的问题,应用变精度粗糙集方法,依据产品设计实例数据建立配置决策表,通过设定分类精度,进行了基于决策类下近似的相对属性约简和基于核值属性的值约简,依据支持度获得有效的产品配置规则.考虑设计实例增加对规则提取的影响,采用增量式更新方法对新增决策表进行规则提取,处理新增配置规则与原配置规则之间的重复、包含和冲突关系,依据可信度进行配置规则的更新.以水平定向钻机配置规则提取为例,验证了所提方法的可行性和有效性.
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    ID3算法的改进和简化
    朱颢东
    2010,44 (07):  883-0886. 
    摘要 ( 3610 )  
    针对ID3算法倾向于选择取值较多的属性的缺点,引进属性重要性来改进ID3算法,并根据改进的ID3算法中信息增益的计算特点,利用凸函数的性质来简化该算法.实验表明,优化的ID3 算法与原ID3 算法相比,在构造决策树时具有较高的准确率和更快的计算速度,并且构造的决策树还具有较少的平均叶子数.
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    广义负载模拟器的广义力误差最小轨迹规划
    王宣银,吴乐彬
    2010,44 (07):  887-0891. 
    摘要 ( 3475 )  
    研究了基于结构化空间刚度的广义负载模拟器的轨迹规划问题,建立了主从式双并联广义负载模拟系统的数学模型.以广义力为优化目标,提出一种广义力误差最小的轨迹规划方法,并将轨迹分解为静态最优轨迹和动态补偿轨迹.最优轨迹中根据虎克定理给出广义力到位姿的映射关系,补偿轨迹在最优轨迹离散点附近线性化动力学方程,用于抵消惯性载荷的影响.仿真结果表明,该方法可用于空间加载轨迹的高精度实时生成,其广义力误差小于0.9‰,对实际工程具有重要意义.
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    基于xPC和反射内存网的半实物仿真
    扬飞鸿,王旭永,陶建峰,苗中华,雒宝莹
    2010,44 (07):  892-0896. 
    摘要 ( 4009 )  
    为了实现仿真系统的快速原型化以及保证群设备间的强实时性通信问题,提出了基于“xPC目标+反射内存网”的解决方案.介绍了基于xPC目标的半实物仿真系统设计过程,解决了xPC目标环境下利用反射内存技术构建高速实时网络的关键技术问题,测试了单点xPC目标的实时性和多点xPC目标间的反射内存网实时性.在某末制导半实物仿真系统中的集成和试验,验证了基于“xPC目标+反射内存网”的半实物仿真系统的仿真实时性和仿真精度.
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    显像管玻壳成形过程中温度场的数值模拟
    孙强,崔永生,崔树标,周华民
    2010,44 (07):  897-0901. 
    摘要 ( 4075 )  
    研究了显像管玻壳成形过程中温度场集成冷却模拟方法,开发了工艺参数和模具冷却结构优化系统.该系统利用有限差分法,在厚度方向上对玻壳采用局部的一维瞬态分析,运用三维边界元方法模拟模具的三维热传导,玻壳和模具通过耦合分析来匹配型腔表面的温度和热流量.研究表明,所提出的集成和耦合数值模型模拟结果与实验结果吻合良好.
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    一种新的多视角人脸跟踪算法
    马波,周越
    2010,44 (07):  902-0906. 
    摘要 ( 4168 )  
    为了对复杂场景中的多视角旋转人脸进行精确跟踪,提出了一种基于子空间特征模型的多视角人脸跟踪算法.该算法根据不同的人脸姿态建立多个离线人脸模型并自动进行在线学习,同时,针对人脸跟踪提出了新的自适应粒子滤波框架,确定人脸状态.实验结果表明,该算法能够准确跟踪多视角变尺度人脸,并实时分辨人脸姿态,对人脸的旋转、尺度变化以及环境影响不敏感,具有很强的鲁棒性和精确性.
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    基于有限状态机模型的非压缩域视频差分能量水印算法
    冯佳琦,蒋兴浩,孙锬锋,林志高,陆欢
    2010,44 (07):  907-0910. 
    摘要 ( 3599 )  
    为了增加帧间相关性,有效检测时域同步攻击,改进了差分能量水印(DEW)算法,并引入有限状态机(FSM)模型.经实验验证,该水印对噪声等常见帧内干扰具有强鲁棒性,同时对恶意帧间攻击的脆弱性使其具备有效的同步攻击检测能力,并在不可见性、算法安全性方面有良好表现.
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    基于改进ISOMAP算法的图像分类
    魏宪,李元祥,赵海涛,庹红娅,许鹏
    2010,44 (07):  911-0915. 
    摘要 ( 4222 )  
    利用基于邻域的图像欧氏距离寻找最近邻,并用直接线性判别分析方法(Direct LDA)取代多维尺度分析法(MDS),提出一种改进的等距特征映射(ISOMAP)算法(KIMDISOMAP)进行降维.人脸图像分类试验表明:KIMDISOMAP提高了ISOMAP的分类能力,扩展了邻域半径的选取范围,在加高斯噪声和几何形变的情况下,该算法与其他方法相比,表现出较强的鲁棒性.
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    互联网拥塞控制时滞对偶改进模型及其分 岔 与 非 线 性 稳 定 性 研 究
    刘玉良,朱杰
    2010,44 (07):  916-0920. 
    摘要 ( 3876 )  
    基于霍普夫分岔理论,从增强稳定性的角度出发,提出了一种时滞对偶拥塞控制的改进模型.以通信时滞为分岔参数,研究了改进模型的分岔条件、分岔方向以及分岔周期解的稳定性等动力学特征,揭示了通信时滞影响系统稳定性的物理机制.研究表明,时滞对偶改进模型的非线性稳定性可以定量描述;改进模型能对模型的稳定性进行定量描述,为设计时滞对偶拥塞控制新协议或新算法提供了必要的理论依据.
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    一种基于数据流聚类的动态目标分群框架
    龙真真,张策,王维平,张正文
    2010,44 (07):  921-0925. 
    摘要 ( 3513 )  
    为了解决动态目标分群问题,提出了一种基于数据流聚类的动态目标分群框架.该框架分为在线和离线两部分.在线部分采用临时存储结构和金字塔时间框架保存侦察数据集的概要信息;离线部分采用CNM算法对时间框架的信息进行聚类,最终得到分群结果.实验表明,该框架具有灵活的精度和效率平衡性,能够较好地满足决策辅助系统处理实时信息的需要.
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    基于Matlab的图像处理技术识别硅太阳电池的缺陷
    柳效辉,徐林,肖晨江,曹建明,肖娇
    2010,44 (07):  926-0930. 
    摘要 ( 4203 )  
    针对硅太阳电池缺陷的检测问题,利用非接触红外检测方法,通过CCD相机获取硅太阳电池的电致发光图像,利用Matlab软件对缺陷部位图像首先进行预处理,然后进行图像分割、特征提取和图像识别,最后判断检测的硅太阳电池的缺陷.结果表明,该方法能够有效识别硅太阳电池的缺陷.
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    工程机械远程监控BS-PLOT混合数据压缩
    李彦明,吕会娟,苑进,刘成良
    2010,44 (07):  931-0934. 
    摘要 ( 3465 )  
    针对工程机械远程监控系统中状态信息的特点,提出了基于后向斜率(BS)法和分段线性在线趋势 (PLOT)的混合数据压缩算法.在最大时间间隔内,采用BS方法判断数据的稳定性,然后利用PLOT方法分段压缩波动数据.在充分考虑了数据的时间属性和噪声环境下进行了野点数据的检测与剔除.实例应用表明,该算法提高了数据压缩率和传输速度,并具有较好的抗干扰性.
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    小波包分析法在提高冲击试验波形测量准确度中的应用
    袁海燕,傅正财,陈勇斌
    2010,44 (07):  935-0939. 
    摘要 ( 3640 )  
    将小波包分析法(WPT)引入冲击试验测量波形的消噪处理.分别用傅里叶变换法、曲线拟合法、小波分析法和WPT对同一种含噪声波形进行消噪,计算了消噪后的波形参数.分析表明,噪声频率对消噪效果没有影响,曲线拟合法消噪的波形参数误差最大,WPT消噪的误差最小,而且对波前时间的影响不大,幅值基本与标准波形相同.通过对实际测量波形的消噪效果分析,验证了WPT的高效性和实用性.
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    机器人yoyo轨迹规划与控制
    袁德虎,金惠良,孟国香,冯正进
    2010,44 (07):  940-0945. 
    摘要 ( 3910 )  
    以机器人yoyo运动控制为例,提出了一种针对周期性动态系统进行轨迹规划的通用方法.把yoyo达到底端时机器人机械臂的高度作为中间状态,通过逐个循环逐个阶段求解该最优问题,可得机器人的参考轨迹和名义控制,同时也可以得到被控对象相应的返回映射.该方法也可用于其他类似的周期性动态系统.
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    一种基于激光雷达和视觉的行人检测方法
    钱慧佳,杨明,李顥,王春香
    2010,44 (07):  946-0950. 
    摘要 ( 4375 )  
    针对一般城市环境的道路交通安全问题,提出了一种联合激光雷达和视觉的行人检测方法.利用激光雷达和摄像头坐标之间的透视变换关系,将环境的深度信息映射到图像中,并使用航位角推算方法同步激光雷达和摄像头,然后提取兴趣区域.在激光雷达聚类过程中,提出了一种基于行人宽度信息的目标分割方法,能有效分割并排行人.在基于视觉的行人检测中,首先根据行人边缘对称性的特点,预处理兴趣区域,然后采用基于Hausdorff距离的模板匹配方法,根据激光雷达的深度信息匹配行人上半身模板.实验结果表明,该方法可以取得较理想的效果.
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    基于模糊故障树的燃料电池发动机氢安全
    全睿,全书海,黄亮,陈启宏
    2010,44 (07):  951-0956. 
    摘要 ( 3765 )  
    针对燃料电池发动机的安全可靠性,分析了氢安全和电安全的基本要求及其影响因素,重点从氢安全角度建立了以氢气泄露为顶事件的故障树模型.考虑到底事件和中间事件发生故障概率的模糊性和不确定性,将模糊数学和故障树分析法相结合,对底事件的故障概率进行模糊化并计算了顶事件发生的模糊概率;然后,采用模糊数中值法进行了各底事件的模糊重要度分析,找出了燃料电池发动机安全性的薄弱环节并提出了相关整改措施.研究结果表明,该方法较之传统故障树分析法实用、有效,对提高燃料电池发动机的可靠性与安全性设计具有指导作用.
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    水下机器人改进S面控制及系统半实物仿真
    吕翀,庞永杰,王波,张磊
    2010,44 (07):  957-0961. 
    摘要 ( 3903 )  
    针对S面控制器参数调整困难的问题,研究了改进的粒子群优化(MPSO) 算法,自寻优确定S面控制器的控制参数,实现了S面控制器参数优化计算的快速收敛,避免了局部峰值的徘徊.同时,针对某水下航行器的运动控制系统,设计了控制半实物仿真系统,阐述了仿真系统的总体结构和水下机器人空间运动的非线性数学模型.仿真结果真实可靠地反映了水下机器人运动过程,验证了本文控制器对机器人的控制效果,对实际下水实验提供重要参考.
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    基于动态神经网络支持向量机的FPGA实现
    刘涵,尹嵩,刘丁
    2010,44 (07):  962-0967. 
    摘要 ( 4292 )  
    研究了一种基于动态神经网络支持向量机(SVM)的FPGA硬件实现方法.提出了基于动态神经网络的最小二乘支持向量机(LSSVM)神经网络结构,完成了VHDL语言描述的基于动态神经网络的LSSVM结构设计,并在XILINX SPANT3E系列FPGA中完成了LSSVM的分类与回归实验.结果表明,该硬件实现方法很好地完成了SVM的分类与回归功能,与现有的软件仿真和模拟器件实现相比,该方法具有更快的收敛速度和更高的灵活性.
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    抵抗基于长度攻击的方法
    陈乐,曹珍富
    2010,44 (07):  968-0974. 
    摘要 ( 3360 )  
    提出了改进的Thompson群上的密钥交换协议,对字的生成过程进行控制,并设计实验证明了其拥有更强的安全性,可以抵御基于长度的攻击算法.由于基于长度的攻击在其他非交换群上的应用类似,该改进方法对其他非交换群上的密钥交换协议也同样适用.
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    电工技术
    基于微粒群算法薄钢板磁场推算中的位置优化
    连丽婷,肖昌汉,刘胜道,杨明明
    2010,44 (07):  975-0979. 
    摘要 ( 3478 )  
    基于积分方程法进行薄钢板两侧磁场推算时方程离散化后容易呈现病态,提出了一种依据磁场计算和剖分单元数进行测量点数的优化方法.该方法利用随机类微粒群(PSO)优化算法确定相应的测量位置分布,不但解决了测量位置优化问题,而且需要的测量点数较少,推算精度大大提高.通过钢板实验中2组不同测量位置的磁场推算实例,验证了优化位置的有效性.
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    脉冲磁场测量系统的研制和标定
    任晓明,傅正财,黄晓虹,孙伟
    2010,44 (07):  980-0983. 
    摘要 ( 3161 )  
    为了评估雷击建筑物或其附近室内的脉冲磁场水平,研制了一套由自制磁场探测线圈与光纤传输系统集成的脉冲磁场测量系统.光纤传输系统的灵敏度系数通过正弦波发生器进行标定.8/20 μs冲击电流发生器输出端连接直径为0.3 m的单匝线圈组成磁场发生器,磁场探测线圈通过固定在单匝线圈的中心进行标定.试验结果表明,该系统能够有效地测量脉冲磁场,磁场探测线圈的B/U标定系数误差小于3%.
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    考虑节能减排约束的寡头电力市场均衡模型
    杨建林,严正,俞国勤,林一(
    2010,44 (07):  984-0988. 
    摘要 ( 3355 )  
    建立了一种考虑节能减排约束的寡头电力市场均衡模型.在该均衡模型中,发电机节点对应的节点电价由边际能量成本、发电容量机会成本、节能减排机会成本和机组爬坡率机会成本组成.结果表明,在寡头市场环境下,高能耗率、高排放率发电商常常通过降低报价的方式来获取更大收益;而低能耗率、低排放率发电商则采取抬高报价方式来获取更大收益.此外,在多时段情况下,还会出现排放量(煤耗量)由轻负荷时段向重负荷时段转移的现象.
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    径向充磁圆筒永磁直线同步电机磁场分析
    赵镜红,张晓锋,张俊洪,高嵬
    2010,44 (07):  989-0993. 
    摘要 ( 4093 )  
    针对径向充磁圆筒永磁直线同步电机,介绍了一种基于圆柱坐标标量磁位的分离变量法的磁场解析计算方法,并对大气隙无槽电机的气隙磁场分布进行了理论分析,得出气隙磁场轴向和径向磁场分布的解析结果.对有槽电机引入卡特系数,得出了修正的解析结果表达式,解析计算了电机的推力.利用有限元分析法,对磁场和推力计算结果进行了验证.结果表明,该电机气隙磁场的解析法和有限元法的计算结果误差很小,从而验证了标量磁位分离变量法计算气隙磁场及解析计算推力的正确性和实用价值.
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    熔融碳酸盐燃料电池热力特性研究与实验分析
    刘爱虢,翁一武,于立军
    2010,44 (07):  994-0999. 
    摘要 ( 3317 )  
    基于质量、能量和动量守恒原理和热力学特性,建立了一维熔融碳酸盐燃料电池的数学模型,应用容阻特性将复杂的偏微分方程转换为适用于快速仿真的差分方程组求解,并对燃料电池进行了实验分析.该数学模型考虑了电化学反应,反映了燃料电池的分布参数特性.利用该模型分析某一工况下熔融碳酸盐燃料电池的性能,通过与实验数据的对比表明,容阻特性的建模方法在燃料电池系统中是可行的,该模型可以反映熔融碳酸盐燃料电池的特性.
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    恒定交流励磁时双馈感应发电机的短路电流
    张鲁华,郭家虎,蔡旭,曹云峰,程孟增
    2010,44 (07):  1000-1004. 
    摘要 ( 3450 )  
    系统地分析了三相机端短路状况下,双馈感应发电机(DFIG)定、转子电流的动态响应,提出了计算DFIG短路电流的新方法.将三相机端短路的DFIG等效为稳态运行的转子励磁异步电机和三相机端短路的鼠笼型异步电机,运用空间矢量的方法分别求解,得到DFIG短路电流的解析表达式,确定了最大短路电流及其出现时刻,同时分析了短路电流中的主要成分以及它们之间的相互关系.以上结论通过Matlab/Simulink仿真进行了验证.
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    机械工程
    高速电磁开关阀非线性模型简化与验证
    张敏敏,陈俐,霍易,谢先平,路顺
    2010,44 (07):  1005-1009. 
    摘要 ( 3713 )  
    为提高高速电磁开关阀非线性模型的仿真计算速度,采用能量法模型简化策略简化电磁阀模型.针对电磁阀多域作用相耦合的特点,在能量法评价指标的基础上提出子系统活跃指数概念,评价电磁阀各域作用在系统动态过程中的重要性.在Matlab/Simulink中建立电磁阀数学模型并简化.台架实验表明,该物理模型及其简化模型的计算误差均在预设的±5%以内.
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    一种改进的M元扩频通信算法
    曾志斌,庄奕琪,向新
    2010,44 (07):  1010-1013. 
    摘要 ( 3413 )  
    针对采用码相位循环移位获得的M元扩频需要额外同步信息的问题,提出一种改进型扩频通信算法.该算法采用m序列及其倒序序列构成系统扩频码集;在同相支路上利用扩频码的码极性调制进行传输,同时在正交支路利用扩频码码相位调制,实现M元扩频.该算法利用2种扩频方式的自身特点可快速准确地获取载波相位信息,具有不需要额外提供同步资源的优势.仿真结果表明,该算法可有效提高系统资源的利用率.
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    一般工业技术
    芯片封装系统两环闭型排队网络模型性能解析
    李娜,江志斌,郑力,庄才华
    2010,44 (07):  1014-1018. 
    摘要 ( 3596 )  
    研究了芯片制造封装生产线上由于存在多种运输车辆而形成的两环闭型排队网络模型,在考虑制造系统随机特性的基础上,构建了问题的数学模型,并提出一种重叠式分解迭代解析算法,获得了系统的产率解析结果.仿真实验和生产应用表明,该算法是有效的.
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